Storia della Neuroscienza

Storia della Neuroscienza

• Aristotele (III secolo a.C.) credeva che il cuore fosse il centro dell'intelligenza, mentre il cervello serviva al raffreddamento del sangue.
• Galeno, medico e filosofo romano del I secolo d.C., ha dimostrato la distinzione tra encefalo e cervelletto.
• Galeno ha ipotizzato che il cervelletto fosse coinvolto nel controllo dei movimenti, basandosi sulla sua consistenza più dura rispetto all'encefalo.
• Galeno considerava l'encefalo la sede delle memorie, e ha promosso la teoria degli umori vitali (fluidi) nel controllo del movimento.
• Andrea Vesalio (XVI secolo) ha fornito dettagli anatomici del cervello nel suo libro "De humani corporis fabrica".
• Cartesio (XVII secolo) proponeva il dualismo mente-cervello, considerando la mente come entità spirituale e il cervello come entità fisica.
• Cartesio pensava che la ghiandola pineale fosse il punto di collegamento tra mente e cervello.
• Nel XIX secolo, si studiavano i singoli casi clinici, mentre le cellule gliali e il loro ruolo nel sistema nervoso erano ancora sconosciute.
• Hodgkin e Huxley (1939) hanno studiato il meccanismo di generazione e propagazione dei segnali elettrici nei neuroni.
• Hodgkin e Huxley hanno elaborato un modello matematico per descrivere la depolarizzazione della membrana cellulare.
• Gli studi di Katz, Miledi e Castillo (anni '50) hanno portato alla scoperta dei neurotrasmettitori e dei recettori nello spazio inter-sinaptico.

Tecniche di Neuroimaging

• Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI)

  • Utilizza i principi della RMN per ottenere immagini strutturali del cervello.
  • Misura il segnale BOLD (Blood-Oxygen-Level Dependent) derivante dal cambiamento del flusso sanguigno, legato all'attività cerebrale.
  • Offre alta risoluzione spaziale, ma bassa risoluzione temporale (nell'ordine dei secondi).
  • Utilizza disegni sperimentali a blocchi o evento-correlati per analizzare l'attività cerebrale.
  • Il metodo sottrattivo è spesso utilizzato per analizzare l'attività cerebrale, ma suscita delle critiche.

• Magnetoencefalografia (MEG)

  • Registra i campi magnetici generati dall'attività elettrica del cervello.
  • Alta risoluzione temporale (nell'ordine dei ms), ma bassa risoluzione spaziale.
  • Tecnica costosa e complessa da attuare, con necessità di un'area schermata e personale specializzato.
  • Offre vantaggi simili all'elettroencefalogramma (EEG) per alcune ricerche.

• Elettroencefalografia (EEG)

  • Registra l'attività elettrica cerebrale attraverso elettrodi posizionati sullo scalpo.
  • Misura la somma spazio-temporale dei potenziali post-sinaptici.
  • Alta risoluzione temporale, ma bassa risoluzione spaziale.
  • I segnali provengono principalmente dalle cellule piramidali del III e V strato della neocorteccia.
  • Ogni elettrodo è identificato con una sigla che indica il lobo sottostante (F per frontale, T per temporale, etc.) e l'emisfero.
  • I numeri dispari indicano l'emisfero sinistro, i pari l'emisfero destro.
  • L'attività di ogni elettrodo è misurata rispetto ad un elettrodo di riferimento che può essere posizionato su un punto elettricamente inattivo (monopolare) o attivo (bipolare).

Analisi EEG

• Analisi delle frequenze

  • Scompone il segnale EEG in bande di frequenza utilizzando la trasformata di Fourier.
  • Identifica diverse bande di frequenza (delta, theta, alpha, beta, gamma) correlate a differenti stati psicofisiologici.
  • L'ampiezza delle onde diminuisce all'aumentare della frequenza.

• Potenziali evento-correlati (ERP)

  • Potenziali cerebrali elicitati da un evento specifico (sensoriale, motorio, cognitivo).
  • Estrazione dei potenziali tramite la tecnica dell'averaging (media) per eliminare il rumore di fondo.
  • Caratterizzati da una specifica distribuzione sullo scalpo e morfologia.
  • Classificati in base alla polarità (P per positiva, N per negativa) e latenza (ad esempio P100 per un potenziale positivo a 100 ms).
  • Latenza e ampiezza indicano la velocità e l'intensità di elaborazione di uno stimolo.

• Potenziali Lenti (SCL)

  • Riflettono il livello di eccitabilità delle aree cerebrali sottostanti gli elettrodi.
  • Esempio: potenziali lenti di preparazione al movimento (BP, NS, MP, RAP).
  • BP (Bereitschaftspotential): riflette la preparazione motoria della pre-SMA.
  • NS (Negative Slope): riflette la preparazione motoria della corteccia premotoria laterale.
  • MP (Motor Potential): attività dell'area M1 durante l'esecuzione del movimento.
  • RAP (Re-afferent Potential): attività della corteccia somatosensoriale controlaterale al contatto.

Esempi di ERP in un paradigma visivo

• P1: potenziale positivo che emerge nella corteccia occipitale ventrale (area V4 e giro fusiforme posteriore).

Scopri l'evoluzione della comprensione della neuroscienze, dai presupposti di Aristotele sull'intelligenza fino alle teorie dualistiche di Cartesio. Analizza le scoperte fondamentali di Galeno e Vesalio e come queste hanno influenzato la nostra visione moderna del cervello e della mente.